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[参考译文] TPS7A7200:仿真模型-软启动实现?

Guru**** 2380860 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS7A7200
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1498226/tps7a7200-simulation-model---soft-start-implementation

部件号:TPS7A7200

工具/软件:

我注意到、对于产品页面上提供的型号、似乎没有实现软启动特性。  PSpice for TI 的加密模型示例对此进行了说明、并在 LTSPICE 中针对未加密模型进行了演示、它将 SS 电容从开路变为1uF、这是数据表中规定的完整范围。  检查模型文件时、仅显示与 SS 引脚相关的以下行:

R_TPS7A7200_R_NR_SS      SS 0 1G   

我尝试根据电路中的电容和其他元件、将启动期间的输出电流降低到可接受的限值。 但是、我无法确定在启动条件下 Imax 的关系。

这是否有意、如果有意、是否可以更新模型以包含该功能?  我需要证明我的 SS 实现相对于 IC 最大 Iout 具有可接受的裕度、并且能够满足电压斜升速率的其他电路元件的要求。

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    您好、Steven:

    遗憾的是、TPS7A7200宏模型使用较旧的模型架构、因此我们无法轻松修改它以添加软启动功能。 可以构建 TPS7A7200启动行为的粗略模型、以便评估浪涌电流、但此模型可能无法准确地对 PSRR、噪声和瞬态响应等其他特性进行建模。  

    此致、

    Alex Davis

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    Alex。

    感谢您的回答。

    我认为没关系。  它使我能够独立评估一些参数、现在重点是启动。 我有一个使用完整 SPICE 实施进行评估的独立模型。 我正在使用 LTSpice v24.0.12 (截至此日期的最新版本)。 我正在使用下面的电路,我对它的准确性感到很兴奋,因为结果在很大程度上取决于几个因素-即时间平衡和积分法。  梯形方法似乎过于保守、当我移除理想二极管时、齿轮方法似乎接近正确的理论峰值、但仍然不如我所希望的精确度。  我已经采取了一些灵感从 第二种方法在下面的文章:

    电源-在 SPICE 建模中实现软启动的不同方法? -电气工程堆栈交换

    由于 TPS7A7200启动期间的软启动电流限制未发布、因此我认为无法实施 所述的内容。  但是、我选择的初始方法是使用与电压相关的电压源。  该源输出由器件的启动超时(700ns)控制、然后我将 Vout 与 CSS 上的电压成比例设置。 这些电容器具有一些 ESR 和 ESL、有助于展示峰值电流。 根据 IC 数据表中的图、这似乎是一种指导 Vout 上升的合理方法。  但是、我不确定电流限值是否设置得当。  从 SPICE 模型中可以看出、输出电阻似乎主要可由输出引脚上的2个1M Ω 电阻器设置。  除此之外、我还没有深入了解 FET 阻抗或增益。 澄清一下、P1V2DC 独立于1.2V 电源、该电源代表器件在启动时的内部基准。

    从图6.2来看、这种方法似乎是合适的。  如果不是、我非常希望有一个建议。

    谢谢你。

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    您好、Steven:

    我对非常拖延的答复表示歉意。 这种方法应该相当准确、但如果您的设计中存在外部前馈电容、则不会将其考虑在内。 器件的电流 µs 应在整个运行过程中保持一致、但电流限制电路通常需要很短的时间(通常为几十到几百 μ s)才能激活。  

    如果基准上存在软启动电路并且使用了前馈电容、则一种选择是将 LDO 近似为跨导放大器。  这种简化确实往往会高估放大器的带宽、但如果使用较大的 CSS/CFF、它们将是器件启动行为的主要因素。  

    我为 TPS7A7200构建了一个仅启动模型、该模型与各种 CSS 值下的数据表启动波形相当一致。  

    模型

    我已经在几种不同的 SPICE 工具中对此进行了测试、并且运行良好。 不幸的是,我无法在 LTSpice 中验证它,但我怀疑它也会在那里工作。

    以下是基本架构:

    大部分网表实现了 UVLO、EN 阈值和迟滞(未在上图中显示)。 当满足这两个阈值时、基准上的下拉开关关断、允许软启动电容器开始充电。 该使能信号的延迟副本和另一个开关(S_DELAY)会阻止软启动基准信号到达误差放大器(G8)、从而更好地匹配数据表行为。 误差放大器由上面的两级组成、第一级实现了相当任意的电压增益(G8 + R19)、具有高频率滚降、可确保电容器 C1的稳定性。 该电压上限为~5V、以使模型具有更好的限制。  

    产生的电压控制另一个近似输出器件的跨导级 G1。 这限制为介于0和3.1A 之间的拉电流、以对 LDO 的电流限制和仅拉电流行为进行建模。 电阻器和一个近似用于实施 ANY-OUT 电路的小型前馈电容器来构成整个放大器级。  

    如果您想尝试数据表中的参数变化、我已经将所附模型的一些特征参数化。  

    此致、

    Alex Davis